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溫室大棚環境控制研討:數字化溫室大棚環境參數信息采集控制方法研究

摘要；隨著數字化信息時代的到來，溫室大棚的信息數字化技術的實現也越來越重要和廣泛關注。尤其是在基本環境參數信息的采集和作物控制等方面對農業領域發揮重要作用，現代化溫室大棚正在向數字化的方向發展，建立一個運行穩定、采集精度高、節點功耗低、反饋控制準確，滿足溫室大棚數據采集和控制的系統，可以進一步解放生產力，增加效益。

關鍵詞：數字化；信息采集控制；溫室大棚

從傳統農業方式向數字化現代農業方式過渡階段，在農業生產過程中占據重要作用的是溫室大棚的數字化和智能化，它能最大限度地改變粗放的傳統農業生產經營方式，并大幅度提高溫室大棚的生產功效和產量、質量，推進農業信息化進程的飛速發展，實現“手機或者電腦也能種地”的宏偉藍圖。

在我國農業種植中占比重較大的是溫室大棚種植方式，這樣可以極大地豐富人民群眾的日常成活消費水準，而傳統的溫室種植也可以實現這個目的。但是由于傳統種植方式無論是對作物的種植還是對生長環境的控制基本憑借經驗和感覺來實現，導致溫室種植的效率、產量和質量不夠高。

對溫室大棚采取數字化的智能監控可以免除棚內種植的作物受空間和時間的約束，可以全年沒有間歇的種植和收獲，獲得的農產品產量高、質地優良。根據溫室大棚種植作物的高投入和高產出，以及高效益的特殊生產方式，結合不同作物不同時期的生長需求，對溫室內的環境參數進行適當調控，可以提高作物產量、改善質量，極大提高農產品的經濟效益。

1現階段溫室大棚的國內外現狀

隨著我國農業現代化程度的不斷提高，要求農業生產必須高效產出，因此提高農業設施的科技含量是當前農業發展的重中之重。依據我國“十二五”發展規劃綱要和“農業農村信息化”發展規劃要求，為實現農業生產產業化經營模式的盡快推進，最大程度的提高農業生產的智能化、數字化程度，必須盡快全面實施數字化農業智能監控系統進行環境數據采集和控制，為實現“智慧農業”或“數字信息化農業”提供契機和動力。將數字化環境監控系統應用在溫室大棚的環境信息采集和監測、生產意外情況預警、設施環境智能調控和農作物長勢診斷等領域，可以大大提高農業生產的效率和產量，使得傳統的粗放農業大棚生產方式得到極大改進，為農業生產數字化程度的提高提供高效、科學、合理的依據和支持。

而我國現階段的傳統種植經營管理模式，大部分都是依靠種植者摸索經驗和感覺來實現作物生長期間的通風遮陽、灌溉加濕、溫度調節等各項指標，需要消耗大量人力，實時性差，生產效率低下，一旦判斷有誤或偏差大就會造成資源浪費或者產量減少。也有一部分溫室大棚簡單的實現了數字化但成都不高，只能夠進行基本的溫度、濕度采集，然后根據采集的數據人工實現環境調節，如澆水、遮光或通風等，無法完全實現數字化、智能化。

而且即使實現了智能溫室環境監控系統，仍然存在很多問題。例如對于使用有線傳輸的場合，當溫室大棚面積較大時，布置的采集信息點也較多，因此鋪設的線路也是錯綜復雜的，這樣的情況對于使用和維護都帶來一定的難度，受到很大程度的限制；其次大部分的通信都是采用有線傳輸，在溫室內部溫度高、空氣潮濕，土壤和空氣具有較強的腐蝕性，容易損壞通信電纜出現故障，使系統的可靠性降低。

國外的數字化溫室大棚監控系統程度較高，隨著在斯坦福大學召開的基于Internet的遠程監控診斷會議的成功舉辦，基于Internet的遠程監控診斷示范系統被開發并得到了制造行業、計算機行業和儀器儀表行業等多家公司的大力支持。隨著網絡技術的不斷發展，數字化程度較高的控制系統不但在工業領域得到較大的發展，也逐漸的滲透到農業生產的各個領域。而我們原來采用的傳統監控系統不夠精細和高度數字化，已經無法滿足國家社會發展步伐對現代化農業生產的精細要求，因此人們也越來越認識和重視到數字化監控系統在農業生產中的巨大作用，監控系統也發生了很大的改變，正在向遠程監控逐漸過渡，這使得農業遠程監控自踴生產成為現實。

2數字化溫室大棚的實現總體方案研究

數字化溫室大棚為了實現遠程環境監控，必須借助網絡對遠程端進行監視和控制，完成環境參數采集、參數調節、遠程控制和故障恢復等操作。因此系統方案采取基于B/S結構的模型來實現，其中的服務器端運行在Web服務器上，是搭建在主控制端的；而客戶端運行在遠程本地客戶機上，主要用來采集環境信息數據，并進行數據分析。數字化遠程監控系統是以網絡作為通信平臺，以HTTP技術為基礎，充分利用現有的網絡資源，實現信息的實時獲取和實時控制以及信息、資源的合理化配置，能夠簡單、高效的實現系統配置控制目標，也是農業生產中普遍應用網絡實施的遠程監控模式。

隨著網絡技術和智能感知芯片技術的結合和飛速發展，為數字化溫室大棚環境監控系統的實現提供了極大的便利。數字化溫室大棚環境參數采集監控系統的實現總體方案主要包括信息采集系統、數據傳輸系統、數據控制系統等，其中布置有各種傳感器、無線射頻節點、噴灌、風機等農業設施和采集節點，能夠實時并及時采集溫濕度、光照度、CO2濃度等環境參數數據，并對采集的數據進行分析處理作為下一步處理的依據，進一步的進行排風祛濕、灌溉加濕、遮蓋避光或采光等活動，自動、智能和科學的改善溫室內作物的生長環境，促進農業生產的信息化水平。當大棚出現異常情況時，用戶既可以人工手動控制大棚內的設備，也可以通過手機或者電腦遠程控制設備。數字化溫室大棚控制系統設備的選擇和系統的設計直接關系到溫室大棚是否可以高效運作，也影響到溫室大棚的智能化和自動化程度。數字化監控系統的控制采取流程化，主要是指“信息感知數據傳輸分析處理設備控制信息反饋”的這樣一個完整的流程，任何一個環節都不能缺少。

實現數字化溫室大棚環境自動測量與調節控制系統，在采集點分布上實行多點采集并平均數處理的方法來提高測量的精度，同時將采集的數據通過無線射頻節點傳送到本地計算機和手機上，本地計算機上的數據還可以通過網絡傳送到遠程的控制服務器上，結合服務器端的軟件中設定的控制原始數據的對比來對溫室中的作物進行環境參數調控，如灌溉、通風、采光等措施進行調控，實現溫室大棚的數字化、自動化的管理，不僅節約了人力物力成本，而且提高了采取措施的反應速度。

溫室大棚環境控制研討:基于PLC的智能溫室大棚環境控制系統的設計

摘要：PLC （可編程控制器）是一種新型的通用自動控制裝置，它能將傳感器技術、繼電器控制技術、計算機技術和通信技術融為一體，具有易于編程、可擴展性強、可靠性高等優點，適宜長期連續工作，非常適合高效溫室的控制要求。設計了一種基于PLC的智能溫室大棚環境控制系統，可實現對溫室的溫度、濕度、光照度、風速等參數實時采集和控制。

關鍵詞：PLC 溫室大棚 環境控制裝置

一、引言

溫室大棚是用于植物生長與農業生產的保護設施，利用溫室大棚的氣候效應與隔離效果進行農業生產，起到旱澇保收、空間隔絕、反季節調控等作用。因此，準確、及時地掌握溫室大棚的環境數據，做到科學適時調控，成為溫室大棚生產中提高產量、品質，抑制各種病害發生的重要環節。但由于我國溫室大棚發展較晚，大多是在參考借鑒國外技術的基礎上自行開發的，在設備配套能力、環境調控技術、機械化與自動化程度、作物栽培與管理等方面的科技含量與技術水平還存在一定差距，難以最大限度地發揮溫室的技術特點，也無法實現溫室生產的經濟效益最大化，致使我國溫室大棚種植面積雖然位居世界第一，但產品產量與質量并不理想。溫室大棚環境控制裝置主要用來對溫室環境（氣象環境和栽培環境）進行監測和控制。以蔬菜溫室大棚為例，溫室內監測項目包括室內氣溫、水溫、土壤溫度、相對空氣濕度、保溫狀況、CO2濃度。室外監測項目包括大氣溫度、太陽輻射強度、風向風速、相對濕度等。溫室環境控制裝置的應用給種植者帶來了一定的經濟效益，提高了決策水平，減輕了技術管理工作量，同時也為種植帶來了極大的方便。

PLC是一種新型的通用自動控制裝置，它將傳感器技術、繼電器控制技術、計算機技術和通信技術融為一體，具有易于編程、可擴展性強、可靠性高等優點，適宜長期連續工作，非常適合智能溫室大棚的控制要求。

二、國內外研究現狀

西方發達國家如美國、荷蘭、以色列、英國、加拿大、日本等在現代溫室監控技術上起步比較早，都大力發展集約化的溫室產業，溫室內的溫度、濕度、光照度、C02濃度、水、氣、營養液等實現計算機調控。隨著微型計算機日新月異的進步和價格大幅度下降，以及對溫室控制要求的提高，以計算機為核心的溫室綜合環境控制系統，在歐美得到了長足的發展，并邁入網絡化、智能化階段。

近年來，我國溫室控制技術發展迅速，以及有大量的商業化產品，這些產品可以實現對溫室大棚內的光照度、溫度、濕度、CO2濃度等環境因素進行檢測和控制，并且已經逐步發展到智能化控制階段，但由于價格等方面的原因，普及率并不高，所以開發價格低廉，且肯有較強實用性的智能溫室大棚控制裝置是非常必要的。

三、智能溫室大棚的環境控制裝置和控制方案

1.系統硬件結構

智能溫室大棚的環境控制系統就是依據室內外裝設的溫濕度傳感器、光照傳感器、風速傳感器等采集或觀測的溫室內外的溫度、濕度、光照強度、風速等環境參數信息。通過控制設備對溫室大棚環境進行調節控制以達到栽培作物生長發育的需要，為作物的生長發育提供最適宜的生態環境，以大幅度提高作物的產量和品質。系統硬件結構示意圖如圖1所示。 2.系統控制方案

智能溫室大棚的環境控制系統采用自動與手動互相切換控制兩種方式來實現對溫室的自動控制，提高設備運動的可靠性。在運行的時候可以通過按鈕對這兩種控制方式進行切換，用模擬傳感器采集現場的溫濕度、光照度、風速和風向等環境因子數據以及用行程、限位開關檢測控制系統的開關狀態，采集到的數據和狀態送PLC相應的寄存器保存以備利用。

（1）自動控制模式。采用PLC通過傳感器對環境參數進行檢測，并對其設定上限值和下限值，當檢測到某一值超過設定值，便發出信號自動對驅動設備進行啟動和關閉，從而使溫室大棚的環境參數控制在設定的范圍內。其運行成本較低，可大大節約勞動力，降低勞動者的勞動強度。

（2）手動控制模式。手動控制簡單可靠，由繼電器、接觸器、按鈕、限位開關等電氣元器件組成。

根據廣西南寧市的歷史氣象數據和氣候特點，分析溫室的控制對象及其影響因素。由傳感器集的存儲在PLC指定數據寄存器中的溫度、濕度、光照強度、風速和風向值以及根據生產經驗設置的各參數的上下限，決定各輸出機構的輸出狀態。由于各環境參數的耦合關系，某一環控設備的啟閉會對多個環境因子產生影響針對這些情況，取以下相應的措施：①根據時間的不同（季節）、環境參數的重要性不同，設置不同的優先級。在冬季溫室環境控制系統中，默認為溫度控制優先的原則，在溫度條件滿足后，再來滿足濕度條件。如溫度過低、濕度過大的情況下，以加溫為主導，只有當溫度上升到一定值后，才能通風降濕，另一方面，溫度提高本身可以使相對濕度降低。在夏季降溫加濕的過程中，采用以濕度優先的原則。當濕度過小時，開啟濕簾風機加濕裝置。②溫度、濕度用聯合控制策略。③考慮意外情況的影響，如濕度低于濕度下限時，用報警輸出的方式由人工操作濕簾設備。光照強度大于光強上限時，打開內外遮陽網。

四、系統的軟件設計

1.軟件的設計要求和主要功能

根據基本要求和技術要求列出以下幾點：①防止接點誤動作，利用自鎖電路可防止接點誤動作。②系統自診斷功能，PLC本身具有此項功能。③風機控制。溫室內的風機，能同時啟動與停止，當溫室內的溫度超出預定值時，受PLC的控制先是天窗自動打開，延時5秒后風機啟動，再延時5秒后濕簾泵啟動，從而溫室的溫度降低。④天窗控制，溫室中設有4個天窗，天窗受電機控制，通過電機限位的設定來控制天窗的行程。⑤系統自動/手動控制，可利用一個開關量作為PLC的輸入信號，實現控制程序的轉換。⑥濕簾泵控制。⑦遮陽網控制。⑧可擴展性，在PLC中預留一定的存儲空間和端口。

2.控制系統軟件設計

系統中對風扇、天窗、側窗、環流風機、遮陽幕和濕簾泵的控制是通過PLC發出開關指令，通過交流接觸器控制相關機構的啟停。由于PLC檢測系統具有較高的靈敏度，能夠把溫室內的擾動快速反應出來，同時由于溫室較大的傳遞滯后，執行機構動作頻繁，從而影響使用壽命。為此，在程序中加有時間可調的延時模塊，使用時可根據具體情況調整延時，使控制效果達到最佳。系統流程圖如圖2所示。利用FPWINGR軟件采用梯形圖語言編寫系統的程序，以溫度控制為例。

3.系統的組態監控軟件的設計

組態軟件是可以從可編程控制器以及各種數據采集卡等設備中實時采集數據，然后發出控制命令并監控系統運行是否正常的一種軟件包。本系統中的監控界面采用的是組態王kingview6.55，通過與PLC進行通信，用于遠距離溫室監控，溫室環境數據的不間斷連續收集、整理、統計、制圖以及溫室設備運行狀態的在線記錄。其主要功能如下：

（1）遠程監視功能。它可以通過通訊線遠程監視多座溫室的當前狀態，包括戶外溫度、光照強度、風速、風向、雨雪信號、室內溫度、室內濕度、控制器溫度、獨立通風窗的位置和開關狀態、內外遮陽簾的位置和開關狀態以及風扇、濕簾、微霧、加熱器、環流風扇、補光燈、水暖三通閥的狀態和多種形式的報警監視。

（2）數據統計功能。它可以統計任意時刻的戶外溫度、光照強度、風速、室內溫度、室內濕度、C02濃度等全月、全周、全日的和本時段的最大值、最小值和平均值。

（3）溫室設備運行記錄功能。它能在線記錄各溫室設備狀態變化時的時間、當前狀態和位置、當前目標溫度、室內溫度、目標濕度和室內濕度，并能打一印輸出。

（4）遠程設定功能，可以通過通訊線遠程修改可編程控制器的全部設定參數。

（5）生成曲線圖功能，它能以平面圖或者立體圖的方式同時繪制任意時刻的戶外溫度、光照強度、風速、目標溫度、室內溫度、目標濕度、室內濕度、CO2濃度等全年、全月、全周、全日的變化曲線并打印輸出。

五、結論

溫室大棚環境控制系統是一個復雜的系統工程，本研究選擇了溫度、濕度、太陽能總輻射和風速影響等對溫室環境系統進行調控，實現了對溫室溫度、濕度、光照度、風速等參數實時采集、人機交互模塊、執行機構控制模塊，可實現曲線圖或報表形式顯示歷史溫室環境參數。各模塊采用結構化設計，具有良好的擴展性和穩定性。PLC工作性能穩定，能夠長時間檢測傳感器信號并記錄數據，可以根據需要設置傳感器信號集頻率，并將數據存入數據庫中，能有效提高溫室大棚的生產效率和經濟效益，具有較好的實用價值。

溫室大棚環境控制研討:基于單片機的溫室大棚環境參數監測系統設計

【摘 要】隨著生活水平的提高，人們希望一年四季都能吃到新鮮的蔬菜，因此對影響農作物生長的溫度、濕度和光照度等環境參數進行合理有效的監測和控制，成為溫室大棚進一步提高的重要方面。以AT89C51單片機為核心，結合溫濕度傳感器、光照度傳感器設計和實現了這種環境參數監測系統，系統包括數據采集模塊、控制模塊、鍵盤電路、液晶顯示和報警系統。本系統用于對溫室大棚的環境參數監測，具有對溫室大棚內的溫度、濕度和光照度等環境參數進行實時檢測并顯示等功能。具有重要的應用價值。

【關鍵詞】溫濕度傳感器；光照度傳感器；AT89C51單片機；環境參數監測

0 引言

我國是農業大國，農業生產在國民生產中占據了重要的地位，隨著科技水平的提高、人們對生產生活物資需求的增加，溫室大棚的發展速度很快，大力發展溫室大棚成了近幾年的重點[1]。由于我國地理環境復雜氣候多變等多方面的原因，根據國外技術設計的溫室大棚系統不太符合我國實際，盡管國內已經產生了溫室大棚環境參數監測系統的研究成果，但是在穩定性、可靠性和可操作性方面依然不太理想，難以應用推廣。為改變傳統的人工經驗評判的誤差大、反應周期長的問題，開發一種穩定性好、可靠性高、成本低、適應性強、易于推廣的溫室大棚環境參數監測系統，以滿足國內日益增長的溫室大棚生產的需要[2-3]。

為了提高人們的生活水平，對影響農作物生長的溫度、濕度和光照度等環境參數進行合理有效的監測和控制，成為溫室大棚進一步提高的重要方面。設計開發適合我國地理、氣候等方面特點的溫室大棚環境參數監測系統，對溫室大棚生產力的提高、管理水平的提高，具有深遠的意義。

1 系統工作原理

整個系統的工作過程是通過溫濕度傳感器、光照度傳感器采集信號，內部經信號放大器放大后，送到A/D轉換器，將模擬量轉化為數字量，傳送給單片機控制系統，最后經過LCD液晶顯示溫濕度和光照度。它包括了測量，顯示與控制三模塊，測量模塊是由溫濕度、光照度傳感器來完成的；顯示模塊是通過液晶顯示屏來顯示環境參數數據；控制模塊則是由單片機來控制驅動電路實現的，當溫濕、光照度超過可控范圍時單片機啟動報警系統。硬件結構如圖1所示。

2 硬件系統設計

2.1 單片機控制系統

采用AT89C51單片機作為控制器。在單片機系統設計中，時鐘電路和復位電路的設計是十分重要的一個環節，在時鐘電路中，C1、C2為負載電容。一般情況下，單片機的晶體振蕩為并聯諧振狀態，也可以理解為諧振電容器。根據晶體振蕩器廠家提供的晶振要求來對負載電容進行選值的，也就是說，晶體振蕩器的頻率就是在他提供的負載電容下測得的，如此既能最大限度的保證頻率值的誤差，又能保證溫漂等誤差。所以兩個電容的取值應是相同的，或者說相差不大，反之容易造成諧振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。振蕩頻率為12MHz，幅度為5V。輸出的信號與單片機的18，19腳相連。復位電路雖然簡單，但其作用十分重要。它通過一個按鍵和一個極性電容并聯，接下拉電阻后接在單片機的引腳RST。

2.2 數據采集單元

本設計采用數字溫濕度傳感器SHT11和光照度傳感器來采集信號。溫濕度傳感器有SHT10、SHT11、SHT15型號，但要考慮使用環境、穩定性、精度、價格等各方面問題，因此綜合考慮以上因素，選擇型號SHT11。該傳感器由一個溫度傳感元件和濕度傳感器組成，并連接一個高性能的8位單片機。因此，產品品質優良，響應速度快，抗干擾能力強，性價比很高。即使在惡劣的環境下應用，也可以很好地傳輸，因此成為各種應用的最佳選擇。SHT11的額定工作電壓在2.4-5.5V范圍區間內，而一般供電電壓設定是3.3V，在25℃時測溫精度為±0.4℃，測濕精度為±3.0%RH。SCK用于微處理器與SHT11之間的通訊同步，DATA用于讀取傳感器數據。

根據溫室大棚內農作物的要求，選擇光照度傳感器GY-30，無需任何外部零件，光源的依賴性不大，其輸出信號為標準的電壓及其電流信號，具有體積小、安裝方便、線性度好、抗干擾能力強和量程可調的特點，廣泛用于環境、養殖、溫室和建筑等的光照強度測量[4-5]。

2.3 鍵盤電路

在實際運用中，需要設置一個適合植物生長的溫濕度、光照度范圍。當一個單片機應用系統的運行需要人工干預時，鍵盤往往是一種最簡單的干預途徑，利用鍵盤，人們可以很方便的實現向系統輸入數據或讓系統去執行某一項命令。在此，系統設置了三個按鍵，通過這三個按鍵來設置溫濕度、光照度的上下限數值。CPU的操作很快，因此這種抖動就容易對按鍵的識別產生影響，為了防止因按鍵抖動而導致系統的誤操作，一般采取延時操作消除按鍵抖動。

2.4 輸出模塊

1）液晶顯示電路。采用LCD1602液晶顯示屏，顯示系統采集到的環境參數，當需要進行參數上下限調整時，顯示出參數的調整值。可以調節滑動變阻器來調節數據顯示的亮度。2）報警電路。該系統采用三個發光二極管燈作為光報警，當系統檢測到的數據符合給定的要求時，現場燈不顯示；當系統檢測到的數據不符合要求時，現場做出相應參數的報警。本設計采集監測三個數據，設置了3個報警，更加容易分辨是哪個參數需要調整。

3 軟件系統設計

主程序是系統的監控程序，在程序運行的過程中必須先經過初始化，包括鍵盤程序，中斷程序，以及各個控制端口的初始化工作。系統在初始化完成后就進入溫濕度和光照度測量程序，實時的測量當前的環境參數，并通過顯示電路在LCD上顯示數據。程序中以中斷的方式來重新設定參數的上下限。根據硬件設計完成對環境參數的控制。按下數值加鍵可以設定參數上限，按下數值減鍵可以設定參數下限。

4 結論

本環境參數監測系統設計，是采用數字式溫濕度傳感器、光照度傳感器采集信息，送到單片機進行控制溫濕度度和光照度的顯示。另外本系統還可以通過外接電路擴展實現報警功能，從而更好的實現溫濕度和光照度的實時控制。若AT89C51內存不足，由于引腳相同且功能沒有太大差別，可以改為AT89C52替換。在功能、性能、可操作性等方面都有較大的提升，具有更高的性價比。

溫室大棚環境控制研討:溫室大棚溫濕度環境監測系統的主控電路研究與設計

【摘 要】根據目前常見的溫室用溫濕度監測系統所存在的穩定性和可靠性等缺點，本文進行了研究，利用PIC16F877A單片機來對蔬菜大棚監測系統進行了研究，提高了監測系統的智能化和數字化程度。在研究的基礎上，對傳統的主控電路進行了創新設計，并提出了相應的對策和解決方案。

【關鍵詞】溫濕度；監測系統；主控電路；PIC

目前，大部分常用的溫濕度監測系統是以晶體管電路或51單片機為核心部件，再配以相應的傳感器和A/D轉換電路組成的溫度和濕度實時監測系統。這樣的系統，在實際工作中存在諸如在線調節不方便、數字化和智能化程度較低等缺點。

因此，本文研究了基于PIC16F877A單片機的蔬菜大棚溫濕度監測系統相關技術，對主控電路進行了改進，提出了相應的對策和解決方案。

1 設計思路

通常情況下，溫室內的溫度和濕度對作物的影響巨大。如若要使得這些植物在非本季節處于較佳的生長狀態，就必須嚴格控制溫室內的溫濕度。而不同類別的植物，所需溫濕度也不盡相同。嚴格監測和控制溫室內溫度和濕度環境參數，能夠有效保障植物時刻處于較佳的生長狀態，有利于提高生產質量和產量。

首先，本文分析了溫室溫濕度監測系統基本原理和性能要求，針對農業生產所使用的普通MCU與PIC系列PIC16F877A進行性能比較，對優化主控電路做出理論依據，并提出相應的優化方案和整改對策。然后，分析了目前農業生產所使用的模擬量傳感器和直插式數字傳感器進行性能差異，從非電和電兩個方面著手對影響溫濕度監測精度及可靠性的原因進行分析，并在優化的主控電路。最后，采用了以PIC16F877A對直插數字集成式溫濕度傳感器DHT11進行循環控制，達到對蔬菜大棚溫濕度實時監控的目的[1]。

2 硬件電路設計

本文選用DHT11作為溫濕度環境信號監測系統的主要傳感器件。DHT11數字溫濕度傳感器含有已校準數字信號輸出，包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連，具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。DHT11傳感器的校準系數以程序的形式存在OTP內存中，傳感器內部在檢測型號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，非常適合溫室內的溫度和濕度環境參數信號監測系統的技術特點[2]。

本設計利用DHT11直插式數字溫濕度傳感器對蔬菜大棚溫濕度進行實時監測，并把實測溫濕度值實時顯示在LCD1602上，可以通過鍵盤設定溫濕度極限值，如果實測溫濕度超過設定極限值，則進行LED或者蜂鳴器報警操作。

基于PIC16F877A單片機的蔬菜大棚溫濕度監測系統主控電路如圖1所示，監測過程大體如下：當產品上電時，PIC16F877A與DHT11傳感器通訊，當PIC做好數據接收準備時，DHT11通過單總線將數據發到至PIC，最后再由PIC將處理過的檢測數據發送至LCD1062進行顯示，從而達到蔬菜大棚溫濕度的實時檢測。在此基礎上，用戶可以通過按鍵輸入溫濕度極限值，對溫濕度報警值進行設定，之后以達到峰值超標自動報警的目的。

3 主函數初始化和外部中斷流程圖設計

我們對需要的特殊寄存器進行初始化后，使其進入while循環，等待外部中斷。

①初始化

初始化函數包括了系統初始化函數sys init（）；，LCD初始化函數lcd_init（）；等。系統初始化函數主要是對外部中斷的I/O口，和使能端進行設置[3]。LCD初始化函數lcd_init（）；主要是多LCD的I/O口進行方向設置，LCD指令輸入等操作。如圖2所示，對主函數進行初始化設計。

如圖3所示，本文對中斷入口和外部信號進行了設置，使得設計的主控電路能夠更好的響應其他優先級更高的事件，從而完成了外部中斷流程的設計。

從上述設計的主控電路來看，本文在對傳統主控程序進行分析后，才給出基于PIC16F877A的溫濕度監測系統主控程序的設計，并設計主要模塊的流程圖。不難看出，通過PIC單片機設計監測系統的主控電路，能夠使得整個監測系統的主要部分實現模塊化設計，這將有利于系統將來的升級改造，并降低了整個程序復雜度，使程序設計、調試和維護等操作簡單化。從而使得整個監測系統相對與傳統的監測系統而言，能夠體現出智能化、數字化的特點。

溫室大棚環境控制研討:溫室、塑料大棚的環境調節技術探討

摘要：環境調控技術是溫室工程的核心，是溫室周年生產的基礎保障和獲取高產穩產的重要手段。環境調控主要包括溫室內光照、溫濕度、土壤條件和氣體等方面的調控。

關鍵詞：溫室；大棚；環境調節

1 濕度調節

在保護地空氣濕度的調節中主要是降低調節，降低空氣濕度是控制病害發生的重要手段。一般采用以下措施：通風排濕 保護地的通風管理是降低室內濕度的重要手段，溫室在寒冷的低溫季節生產，也要在晴天的中午打開天窗放出濕氣。隨著外界溫度的升高要早通風，大通風，晚閉風，必要時要放夜風。不僅晴天要通風，陰天也要在中午溫度高時短時放風。澆水管理要在晴天的上午進行，灌水后要加大通風。減少地面土壤水分蒸發 畦面最好采用地膜覆蓋或稻草覆蓋。改進灌溉方式 盡量避免采用大畦漫灌，采用地膜下溝灌；地膜下滴灌。提高室內溫度 在低溫季節利用人工加溫的方式提高室內溫度，可明顯降低空氣的相對濕度。

2 土壤條件調節

保護地的土壤條件包括理化條件和生物條件。土壤生物條件主要是有害微生物隨著栽培年限的延長，有逐年增加的趨勢。同時又因是施肥不當等原因造成保護地土壤次生鹽漬化問題。保護地土壤次生鹽漬化的防治，科學施肥，增施有機肥，提高土壤中有機質的含量，可以增強土壤的代換能力和蓄水能力，減輕鹽害。施用化肥時，要選擇含副成分少的種類，盡量少用硫化物和氯化物，并注意有機肥同化肥配合使用，可選用尿素、磷銨、高效復合肥和顆粒狀肥料等。基肥可采用有機肥全面鋪施，化肥定植時溝施或穴施在12～15cm以下，避免表施。切忌過量施肥，高溫季節應控制施肥的數量。翻耕，冬閑或夏閑時，定植前應盡量合理深翻，改良土壤的理化性質，并結合深翻施入有機肥。揭膜洗鹽，在夏季作物拉秧時，把溫室大棚的覆蓋的塑料薄膜揭去，使之處于露天的狀況下，土壤深耕并起垅溝，理通排水溝。讓雨水淋洗土壤，使鹽水隨流水排除。若逢夏旱雨小時，又急需秋種，可在田地的四周筑起土埂，灌滿水，浸泡幾天后，把水放出。如果鹽漬化嚴重，可連續進行幾次泡水洗鹽。埋設暗管垂直洗鹽，在土壤下埋設塑料波紋暗管，灌溉水經上層下泄，鹽分隨流水流入暗管排出。種植耐鹽作物蘇丹草，利用盛夏高溫時茬口間隙，在溫室大棚內種植耐鹽作物蘇丹草，生長40天左右，在耕層土壤含鹽量0.35%的情況下，0～5cm的土層含鹽量降低67%；5～25cm的土層含鹽量降低80%。嫁接換根，黃瓜耐鹽力弱，黑籽南瓜的耐鹽力強，利用這一特性，將黃瓜嫁接在黑籽南瓜上，可以提高耐鹽能力，減輕或避免鹽害。換土，把已經嚴重鹽漬化的土壤，用理化性質兼優的土壤換出。但此法工作量大，大量的優質土的來源也困難。無土栽培，發展蔬菜無土栽培是解決土壤鹽漬化的根本途徑。

3 氣體條件調節

對蔬菜生育影響比較大的氣體條件是保護地內二氧化碳氣體和一些有害氣體。蔬菜干物質中碳約占50%，這些碳都是通過光合作用吸收二氧化碳得到的，在露地條件下空氣的二氧化碳的濃度為0.03%，在保護地條件下變化很大，由于保護地相對密閉，在大量施用有機肥的情況下，有機肥分解過程中要放出大量的二氧化碳，夜間室內的濃度高于室外，白天隨著蔬菜光合作用的進行，二氧化碳的濃度逐漸降低，在不通風的情況下，可降低到比室外低的程度，而影響光合作用。經過通風可逐漸恢復到自然界二氧化碳的濃度。二氧化碳的產生方法主要有以下幾種：

3.1 化學法

利用強酸和碳酸鹽進行化學反應，可產生二氧化碳。由于二氧化碳的比重大，擴散慢，所以在保護地內應設置多個施放點，每667m?至少10個。

3.2 液化二氧化碳釋放法

用量在晴天陽光充足的時候，每天用量為3.7kg/667m?左右。

3.3 生物法產生二氧化碳

最簡單實用的方法是在保護地內施用大量的有機肥，有機肥在微生物的分解過程中，放出大量的二氧化碳氣體。另一個方法是進行食用菌同蔬菜間套作，食用菌與蔬菜之間可形成一個良好的生態關系。或者在溫室內設置沼氣池，通過燃燒沼氣放出二氧化碳氣體。同時通過燃燒沼氣加熱溫室。

保護地內蔬菜特別容易受到氨氣的危害，當空氣中的氨氣濃度達到5mg/l時，就會出現受害的癥狀，氨氣從葉片的氣孔侵入，受害葉片表現水浸狀，顏色變淡，逐步變白或淡褐色，葉緣呈灼燒狀，嚴重時退綠變白而全株死亡。

預防氨氣的危害，首先要合理施肥。在保護地內要施入充分腐熟的有機肥，追肥時要按照“量少勤施”，深施在12～15cm以下，施后蓋土，并結合澆水以抑制氨氣的揮發，不使用揮發性較強的化肥。施肥后要及時通風換氣，排出有害氣體。保護地內氮素化肥不要一次施用過多，同時最好同磷鉀肥配合使用。防治二氧化硫的危害，除了應選擇優質無煙煤等燃料外，靠爐火和煙道加溫的溫室，爐體和煙道設置要合理、安全。一旦感到有煙熏或異味時，立即要打開天窗放氣，并適當澆水、追肥等，以減輕危害。

溫室大棚環境控制研討:溫室大棚環境下外陰陰道假絲酵母菌病的防治

[摘要] 目的 探討溫室大棚環境下外陰陰道假絲酵母菌病(VVC)治療效果及預防措施，為溫室大棚環境工作的女性提供健康保健。方法 分析2009年6月至2011年6月，在溫室大棚環境工作6個月以上的婦女503人中，在行TCT檢查時，行陰道分泌物檢查，查出外陰陰道假絲酵母假絲酵母菌病8例，其中復雜性外陰陰道假絲酵母菌病1例。結果 通過規范治療提高了疾病的治愈率，消除病因養成良好的衛生習慣明顯的減少了疾病的發生率。結論 溫室大棚環境一般相對溫度在20℃-30℃之間，濕度在65%-90%之間，高溫潮濕環境使會陰局部溫度及濕度增加，假絲酵母菌易于繁殖引起感染。但只要積極消除病因，合理規范用藥能提高疾病的治愈率，良好的衛生習慣能預防及減少疾病的發生。

[關鍵詞] 溫室大棚環境； 外陰陰道假絲酵母菌病(VVC)

外陰陰道假絲酵母菌病是由假絲酵母菌引起的常見外陰陰道炎癥。國外資料顯示，約75%婦女一生中至少患過1次外陰陰道假絲酵母菌病，45%婦女經歷過2次或2次以上的發作。80%-90%病原體為白假絲酵母菌，白假絲酵母菌為條件致病菌，10%-20%非孕婦女及30%孕婦陰道中有此菌寄生，但菌量極少，呈酵母相，并不引起癥狀。只有在全身及陰道局部細胞免疫能力下降、假絲酵母菌大量繁殖并轉變為菌絲相，才出現癥狀。應用廣譜抗生素、妊娠、糖尿病、大量應用免疫抑制劑、會陰局部溫度及濕度增加，均利于假絲酵母菌繁殖而引起感染 。本研究對溫室大棚環境下外陰陰道假絲酵母菌病治療及預防進行回顧分析，現報告如下：

1 資料與方法

1.1 臨床資料 采用前瞻性研究方法，收集2009年6月至2011年6月在我院行TCT檢查時溫室大棚工作6個月以上的婦女503人，采用統一病歷調查表填寫有關內容，包括年齡、月經史、性生活史、避孕史、生育史、家族腫瘤史。進行陰道分泌物檢查共測出外陰陰道假絲酵母菌病患者8人，對8人進行病因分析及治療。

1.2 方法

1.2.1 體格檢查 檢查并記錄外陰陰道壁有無充血水腫、陰道分泌物顏色、性狀和量、宮頸有無充血水腫及膿性分泌物。

1.2.2 具體操作 用念珠菌檢測試劑盒檢測：用棉拭子取陰道側壁上1/3段的分泌物，將棉拭子頭部浸入念珠菌加1ml緩沖液旋轉6-8次混合均勻，垂直放入試紙條，5-15分鐘判讀，C線及T線均出現為陽性，C線出現T線未出現為陰性，超過15分鐘仍無C線表示錯誤。

1.2.3 治療方法 單純性外陰陰道假絲酵母菌病主要以局部短療程抗真菌藥物為主，硝呋太爾制霉菌素膠囊一粒日一次放陰道內，連用7天。復雜性外陰陰道假絲酵母菌病治療為初始治療及維持治療。硝呋太爾制霉菌素膠囊一粒日一次放陰道內，連用14天。同時口服氟康150mg每周一次，共六個月。

1.2.4 隨訪 治療一個療程后復查，并指導會陰陰道局部護理，養成良好衛生習慣，避免使用高劑量雌激素的避孕藥。

2 結果

2.1 癥狀消失時間 外陰瘙癢、灼痛、陰道分泌物增多等癥狀消失大約3-4天。

2.2 治愈率 局部用藥一療程陰道分泌物復查正常，無癥狀者5例，62.5％治愈率。

2.3 復發率 一年內有癥狀并陰道分泌物檢查有真菌存在的VVC發作4次或以上者3例。發病率37.5％。給予復雜性外陰陰道假絲酵母菌病治療為初始治療及維持治療。硝呋太爾制霉菌素膠囊一粒日一次放陰道內，連用14天。同時口服氟康150mg每周一次，共六個月。均治愈。

3 討論 溫室大棚環境一般相對溫度在20℃-30℃之間，濕度在65%-90%之間，高溫潮濕環境使會陰局部溫度及濕度增加，假絲酵母菌易于繁殖引起感染。溫室大棚環境中503人其中有8人患病，患病率為1.65%，此8例均正規治療好轉，在治療過程中依據假絲酵母菌對熱的抵抗力不強，加熱至60℃1小時即死亡，但對干燥、日光、紫外線及化學制劑等抵抗力較強。所以指導患者勤換內褲，用過的毛巾、盆及內褲均應用開水燙洗。并對有癥狀男性性伴侶進行假絲酵母菌檢查及治療。所以積極消除病因，合理規范用藥能大大提高疾病的治愈率，良好的衛生習慣能預防及減少疾病的發生，使溫室大棚環境中工作的婦女患病率降低。